फिलामेंट बल्ब एक विद्युत प्रकाश बल्ब है जो तार फिलामेंट को तब तक गर्म करके प्रकाश उत्पन्न करता है जब तक कि यह गरमागरम न हो जाए। जबकि एक समय उनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था, अब उनकी जगह अधिक ऊर्जा-कुशल और लंबे समय तक चलने वाली प्रकाश प्रौद्योगिकियों ने ले ली है। Filament bulb कैसे काम करता है?
Filament bulb कैसे काम करता है?
फिलामेंट बल्ब, जिसे गरमागरम ( incandescent bulb) बल्ब के रूप में भी जाना जाता है, एक प्रकार का विद्युत प्रकाश बल्ब है जो तार फिलामेंट को गर्म करके प्रकाश उत्पन्न करता है।
फिलामेंट बल्ब, जिन्हें गरमागरम बल्ब के रूप में भी जाना जाता है, गरमागरम के सिद्धांत के आधार पर काम करते हैं। यहां बताया गया है कि वे कैसे काम करते हैं:
- फिलामेंट: बल्ब के अंदर, एक फिलामेंट होता है, जो आमतौर पर टंगस्टन से बना होता है, जो एक उच्च प्रतिरोधी सामग्री है। बल्ब के भीतर इसकी लंबाई अधिकतम करने के लिए इस फिलामेंट को कुंडलित किया जाता है।
- विद्युत प्रवाह: जब आप बल्ब को सॉकेट में पेंच करते हैं और स्विच चालू करते हैं, तो फिलामेंट के माध्यम से विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है।
- प्रतिरोध: फिलामेंट बिजली के प्रवाह के लिए महत्वपूर्ण प्रतिरोध प्रदान करता है। जैसे ही करंट इसमें से गुजरता है, इसे प्रतिरोध का सामना करना पड़ता है, और यह प्रतिरोध फिलामेंट को गर्म करने का कारण बनता है।
- तापदीप्तता: जैसे-जैसे फिलामेंट गर्म होता है, यह सफेद-गर्म हो जाता है और इस प्रक्रिया में दृश्य प्रकाश उत्सर्जित करता है। यह सफ़ेद-गर्म चमक वह है जिसे हम बल्ब से प्रकाश के रूप में देखते हैं।
- इन्फ्रारेड विकिरण: दृश्य प्रकाश के अलावा, फिलामेंट अपने उच्च तापमान के कारण महत्वपूर्ण मात्रा में इन्फ्रारेड विकिरण (गर्मी) भी उत्सर्जित करता है। यह गरमागरम बल्बों की अक्षमताओं में से एक है, क्योंकि विद्युत ऊर्जा का एक बड़ा हिस्सा दृश्य प्रकाश के बजाय गर्मी में परिवर्तित हो जाता है।
यह ध्यान देने योग्य बात है कि incandescent bulbs बल्ब इस गर्मी उत्पादन के कारण बहुत ऊर्जा-कुशल नहीं हैं। उनके द्वारा उपभोग की जाने वाली बिजली का एक महत्वपूर्ण हिस्सा गर्मी के रूप में बर्बाद हो जाता है, जिससे वे एलईडी (लाइट एमिटिंग डायोड) बल्ब जैसी नई प्रकाश प्रौद्योगिकियों की तुलना में कम पर्यावरण अनुकूल बन जाते हैं, जो अधिक कुशल और लंबे समय तक चलने वाले होते हैं।
Filament bulb disadvantage – फिलामेंट बल्ब का नुकसान
फिलामेंट बल्ब, या गरमागरम बल्ब, के कई नुकसान हैं, जिसके कारण उनकी लोकप्रियता में गिरावट आई है और, कुछ क्षेत्रों में, उनका चलन बंद हो गया है। यहां फिलामेंट बल्ब के कुछ प्राथमिक नुकसान दिए गए हैं:
- ऊर्जा अक्षमता: गरमागरम बल्ब विद्युत ऊर्जा को प्रकाश में परिवर्तित करने में अत्यधिक अक्षम हैं। उनके द्वारा उपभोग की जाने वाली ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा दृश्य प्रकाश के बजाय गर्मी में परिवर्तित हो जाता है। यह अक्षमता उन्हें संचालित करना महंगा बनाती है और उच्च बिजली बिलों में योगदान करती है।
- लघु जीवनकाल: एलईडी बल्ब जैसे अन्य प्रकाश विकल्पों की तुलना में फिलामेंट बल्बों का जीवनकाल अपेक्षाकृत कम होता है। वे कुछ हज़ार घंटों के उपयोग के बाद जल जाते हैं, जिसका अर्थ है कि उन्हें बार-बार बदलने की आवश्यकता होती है।
- पर्यावरणीय प्रभाव: उनकी अक्षमता और समान मात्रा में प्रकाश उत्पन्न करने के लिए आवश्यक उच्च ऊर्जा खपत के कारण, गरमागरम बल्बों में कार्बन पदचिह्न अधिक होता है और ऊर्जा-कुशल विकल्पों की तुलना में अधिक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में योगदान होता है।
- ऊष्मा उत्पादन: गरमागरम बल्ब अपने संचालन के उपोत्पाद के रूप में महत्वपूर्ण मात्रा में ऊष्मा उत्सर्जित करते हैं। गर्म जलवायु में या ऐसे स्थानों में जहां शीतलन लागत चिंता का विषय है, यह एक नुकसान हो सकता है, क्योंकि बल्बों द्वारा उत्पन्न गर्मी घर के अंदर के तापमान को बढ़ा देती है।
- सीमित प्रकाश नियंत्रण: फिलामेंट बल्ब सटीक प्रकाश नियंत्रण के लिए उपयुक्त नहीं हैं। वे सभी दिशाओं में प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कुछ अनुप्रयोगों में प्रकाश बर्बाद हो सकता है और अप्रभावी रोशनी हो सकती है।
- सुरक्षा संबंधी चिंताएँ: तापदीप्त बल्ब ऑपरेशन के दौरान बहुत गर्म हो सकते हैं, जिससे छूने पर जलने का खतरा हो सकता है। कुछ अन्य प्रकाश प्रौद्योगिकियों की तुलना में इनके टूटने का खतरा भी अधिक होता है।
- डिमिंग संगतता: जबकि गरमागरम बल्बों का उपयोग अक्सर डिमर स्विच के साथ किया जाता है, उनमें से सभी सभी प्रकार के डिमर्स के साथ संगत नहीं होते हैं। संगतता समस्याओं के कारण झिलमिलाहट या सीमित सीमा हो सकती है।
- चरणबद्ध तरीके से ख़त्म करना: अपनी ऊर्जा अक्षमता के जवाब में, कई देशों ने तापदीप्त बल्बों की बिक्री को चरणबद्ध तरीके से ख़त्म करने या प्रतिबंधित करने के लिए नियम लागू किए हैं। इससे कई बाजारों में उनकी उपलब्धता सीमित हो गई है।
इन नुकसानों के कारण, कई उपभोक्ता एलईडी और सीएफएल बल्ब जैसे अधिक ऊर्जा-कुशल प्रकाश विकल्पों में स्थानांतरित हो गए हैं, जो लंबे जीवन काल, काफी कम ऊर्जा खपत और पर्यावरणीय प्रभाव को कम करते हैं।
वे धातुएँ जिनका उपयोग फिलामेंट बल्ब के लिए किया जाता है
आमतौर पर फिलामेंट के लिए धातु के रूप में टंगस्टन का उपयोग किया जाता है। टंगस्टन अपने अद्वितीय गुणों के कारण इस उद्देश्य के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली सामग्री है:
- उच्च गलनांक: टंगस्टन का गलनांक अत्यंत उच्च होता है, लगभग 3,422 डिग्री सेल्सियस (6,192 डिग्री फ़ारेनहाइट)। यह उच्च गलनांक फिलामेंट को विद्युत धारा प्रवाहित करने पर पिघले या वाष्पीकृत हुए बिना गरम होने की अनुमति देता है।
- स्थिरता: टंगस्टन रासायनिक रूप से स्थिर है, जिसका अर्थ है कि यह बल्ब के अंदर गैसों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है या समय के साथ जल्दी से ख़राब नहीं होता है। यह स्थिरता फिलामेंट की लंबी उम्र सुनिश्चित करती है।
- लचीलापन: टंगस्टन लचीला है, जिसका अर्थ है कि इसे बिना टूटे बहुत पतले तारों में खींचा जा सकता है। यह गुण बल्ब के भीतर बारीक, कुंडलित फिलामेंट्स के निर्माण की अनुमति देता है।
- प्रतिरोधकता: टंगस्टन में अपेक्षाकृत उच्च विद्युत प्रतिरोध होता है, जिसके परिणामस्वरूप विद्युत प्रवाह प्रवाहित होने पर फिलामेंट गर्म हो जाता है। गरमागरमता के लिए यह प्रतिरोध आवश्यक है।
टंगस्टन फिलामेंट्स कई वर्षों से तापदीप्त बल्बों के लिए मानक विकल्प रहे हैं। हालाँकि, उच्च ऊर्जा खपत और गरमागरम बल्बों की अक्षमता के कारण, उन्हें बड़े पैमाने पर एलईडी (लाइट एमिटिंग डायोड) बल्ब जैसी अधिक ऊर्जा-कुशल प्रकाश प्रौद्योगिकियों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है। एलईडी प्रकाश उत्पन्न करने के लिए अर्धचालक सामग्रियों का उपयोग करते हैं और तापदीप्त बल्बों की तुलना में काफी अधिक ऊर्जा-कुशल और लंबे समय तक चलने वाले होते हैं।
History of filament bulb – फिलामेंट बल्ब का इतिहास
पहले व्यावहारिक तापदीप्त प्रकाश बल्ब के आविष्कार का श्रेय थॉमस एडिसन को दिया जाता है। इलेक्ट्रिक लाइटिंग पर एडिसन का काम एक लंबे समय तक चलने वाले और व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य तापदीप्त बल्ब के विकास में परिणत हुआ।
1879 में, न्यू जर्सी के मेनलो पार्क में थॉमस एडिसन और उनकी टीम एक व्यावहारिक गरमागरम लैंप बनाने में सफल रही। एडिसन के बल्ब में कार्बोनाइज्ड बांस फिलामेंट का उपयोग किया गया था, जिसे वैक्यूम या कम दबाव वाले ग्लास बल्ब में रखा गया था ताकि विद्युत प्रवाह गुजरने पर इसे बहुत जल्दी जलने से बचाया जा सके।
एडिसन के डिजाइन में प्रमुख सफलताओं में एक उपयुक्त फिलामेंट सामग्री ढूंढना शामिल है जो गरमागरम के लिए आवश्यक उच्च तापमान का सामना कर सके और ऑक्सीजन को खत्म करने के लिए बल्ब के भीतर एक व्यावहारिक वैक्यूम बनाने की विधि विकसित करना, जो अन्यथा फिलामेंट को जल्दी से जलने का कारण बनेगा।
एडिसन के incandescent bulb ने प्रकाश प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण प्रगति को चिह्नित किया और घरों और व्यवसायों में विद्युत प्रकाश व्यवस्था को व्यापक रूप से अपनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। इसने लोगों के रहने और काम करने के तरीके में क्रांति ला दी, गैस लैंप और मोमबत्तियों जैसी कम कुशल और अधिक खतरनाक प्रकाश विधियों की जगह ले ली।
